[發明專利]具有多親和位點的磁性金屬-有機骨架納米球及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710830881.3
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107486177B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 吳堯;羅斌;藍芳
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B01J20/26
• 分類號: B01J20/26;B01J20/28;B01J20/32
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵

本發明公開了一種具有多親和位點的磁性金屬?有機骨架納米球及其制備方法與應用，該磁性金屬?有機骨架納米球由Fe₃O₄磁球，包覆于磁球表面的高分子聚合物中間層、生長于高分子聚合物中間層上的金屬?有機骨架以及接枝于金屬?有機骨架上的精氨酸構成。本發明提供的磁性金屬?有機骨架納米球，以Fe₃O₄磁球作為內核，具有很好的磁響應性能；在磁球表面引入金屬?有機骨架，并通過精氨酸對有機配體表面進行修飾，由于構成金屬?有機骨架的金屬離子以及精氨酸上帶有的胍基等均可作為富集磷酸化多肽的多個親和位點，同時實現對于單磷酸化位點和多磷酸化位點的磷酸化多肽的富集，具有很高的富集效率，在研究生理行為蛋白磷酸化過程中具有十分重要的意義。

技術領域

本發明屬于生物材料技術領域，涉及磁性金屬-有機骨架納米球及其制備方法與應用。

背景技術

磁性金屬-有機骨架納米球由磁性納米球及包裹在磁性納米球表面的金屬-有機骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)構成，在具有良好磁響應性能的同時，兼具了MOFs的孔隙率高、機械性能優良、芳香配體豐富以及表面性能易于調整等獨特性質，因此，近年來磁性金屬-有機骨架納米球備受關注，已經被廣泛應用于生物醫學領域，尤其是蛋白或多肽分離、藥物傳遞、磁共振成像等方面。

磁性金屬-有機骨架納米球通常是通過層層自組裝的技術來制備：(1)文獻FacilePreparation of Core_Shell Magnetic Metal_Organic Framework Nanoparticles forthe Selective Capture of Phosphopeptides(ACS Appl.Mater.Interfaces 2015,7,16338-16347，Weibing Zhang等)公開了一種磁性金屬-有機骨架納米球的制備方法，以Fe³⁺作為金屬離子，三甲基苯作為有機配體，首先用甲基丙烯酸甲酯(Methyl methacrylate，MMA)包裹磁性納米球，然后將磁性納米球加入到Fe³⁺溶液中攪拌15min，之后取出清洗，再在加入三甲基苯溶液中攪拌30min，完成一次自組裝，如此重復31次，獲得磁性金屬-有機骨架納米球，這種方法雖然可以調控金屬-有機骨架層的厚度，但其操作非常繁瑣、耗時，不利于批量化生產；(2)文獻Fabrication of a magnetic nanoparticle embedded NH₂-MIL-88BMOF hybrid for highly efficient covalent immobilization of lipase(RSC Adv.,2016,6,66385–66393,Sumanta Kumar Sahu等)公開了一種磁性金屬-有機骨架納米球的制備方法，直接將磁性納米球、含有金屬離子的溶液和有機配體加入到盛有二甲基甲酰胺(N,N-Dimethylformamide，DMF)溶劑的反應釜中，于高溫高壓(溫度高達170℃)下反應制備得到磁性金屬-有機骨架納米球，雖然該制備方法比較簡單，操作步驟較少，但其獲得的磁性金屬-有機骨架納米球形貌較差，難以通過實驗參數的調節來控制形貌，且高溫高壓條件相對比較苛刻，難以調控；(3)文獻The design and synthesis of a hydrophilic core–shell–shell structured magnetic metal-organic framework as a novelimmobilized metal ion affinity platform for phosphoproteome research(Chem.Commun.,2014,50,6228-6231,Chunhui Deng等)公開了一種磁性金屬-有機骨架納米球制備方法，首先在四氧化三鐵表面包裹一層對Zr⁴⁺金屬離子有螯合作用的聚多巴胺(Polydopamine，PDA)，然后再通過一鍋法在包裹了PDA的超順磁性四氧化三鐵表面原位生長一層金屬-有機骨架，最終獲得形貌規整的磁性金屬-有機骨架納米球，這種方法利用高分子層螯合金屬離子，從而有利于金屬-有機骨架的原位生長，這對合成磁性金屬-有機骨架納米球是至關重要的，然而由于PDA本身粘性大的緣故，導致磁球在表面包裹PDA后團聚現象比較明顯，分散性能較差，不利于下一步磁球表面金屬-有機骨架的合成。另一方面PDA對于二價或三價金屬離子螯合作用沒有對于四價金屬離子螯合作用強，從而在一定程度上限制了其在磁性金屬-有機骨架納米球制備中的應用。